Como hielo es la forma sólida del agua y tiene más hidrógeno que el agua, porque es precisamente tetrahedrally se colocan átomos de oxígeno y cada oxígeno está unido hidrógeno por cuatro átomos de oxígeno vecinos.
Esto cambia la densidad del hielo en otras lenguas, pero cambia la fuerza de los enlaces de hidrógeno del hielo? ¿O más precisamente, que uno tiene fuertes enlaces del hidrógeno, el agua o el hielo?
La respuesta rápida es que el hielo tiene fuertes enlaces de hidrógeno de agua líquida en promedio.$\require{mediawiki-texvc}%for angstrom unit$
Como ya se ha criado, esta pregunta no es fácil de responder de manera integral, como puede muy bien depender de la temperatura y la presión en formas que no son inmediatamente obvias. Dicho esto, voy a contestar a esta pregunta para el caso más evidente lo que buscas está en la fuerza de enlace de hidrógeno cuando el agua es apenas un líquido (justo por encima de $\pu{0~^\circ C}$) y cuando el agua es apenas congelado (justo debajo de la $\pu{0~^\circ C}$). También, como usted puede o no puede saber, el hielo se congela en muchas formas diferentes, todos los cuales tienen diferentes entramado de acuerdos. No puedo hablar a las formas inusuales de hielo como la de una red cúbica, pero lo que yo digo es inmediatamente aplicable a las formas como la de protones-ordenó de hielo hexagonales (creo que este es el ice IX). Regular el hielo se llama hielo Ih.
Vale la pena mirar la muy completa de la referencia [1], que describe los detalles de agua desde el dímero todo el camino a muchas de las formas de hielo que se puede formar. Los puntos más importantes para nosotros son sólo los siguientes estructurales de valores, sin embargo:
En el hielo Ih, el promedio de $\ce{O-H}$ bonos de longitud es $\pu{1.01 \AA}$ e las $\ce{HOH}$ ángulo de enlace es de $109.5^\circ$. La tendencia que se ha observado experimentalmente, es que en el tránsito de la fase gaseosa de agua monómero, a través de los clústeres para el líquido, y, finalmente, el hielo, el ángulo de enlace aumenta lentamente a este valor tetraédrico. Además, el promedio de los bonos de largo en el líquido es más corta que en los sólidos, pero usted tendrá un tiempo difícil encontrar fiable los valores reportados de este número de experimento, porque es muy difícil determinar la posición de los átomos de hidrógeno de los experimentos de dispersión en la no-fases sólidas (esto es principalmente debido a una ambigüedad como para que los átomos de oxígeno de hidrógeno debe estar asociado con la dispersión de los datos). Sin embargo, no son fiables promedio de $\ce{O-O}$ distancias a partir de los experimentos de dispersión.
En el líquido, el promedio de $\ce{O-O}$ distancia es$\pu{2.85 \AA}$, mientras que en el hielo Ih se reduce a $\pu{2.74 \AA}$. Intuitivamente, es muy difícil entender cómo esto podría suceder si no es simplemente debido a la mayor fuerza de enlace de hidrógeno.
Podemos ver incluso un caso más sencillo, sin embargo, y ver que el aumento de la fuerza de enlace de hidrógeno hace que el $\ce{O-O}$ distancia a la disminución en el hielo. Este ejemplo es una comparación de la dímero de agua y el agua trímero. En el dímero de agua, el $\ce{O-O}$ distancia es $\pu{2.976 \AA}$. En el agua trímero, el $\ce{O-O}$ distancia es de unos $\pu{2.82 \AA}$. Esta disminución en la distancia y el correspondiente desplazamiento al rojo en la frecuencia vibratoria se dan significado físico en la Ref. [2].
Ref. [2] se pone en un punto muy importante para nosotros, uno de los cuales Ref. [1] también se utiliza para explicar la reducción en $\ce{O-O}$ distancias en el hielo. Esto es que los enlaces de hidrógeno en el agua altamente cooperativa. ¿Qué quiero decir con esto? Este es exactamente el tema de la Ref. [2]. La idea clave es esta: cuando se permite que tres moléculas de agua para que mutuamente enlace de hidrógeno, como en la forma de anillo de agua trímero, el aumento de la interacción atractiva de la fuerza es más que tres veces la fuerza de interacción de un dímero de agua. Por interacción atractiva fuerza, me refiero a que si que restar la disminución inicial en la unión de la energía que proviene de distorsionar el agua monómeros. De nuevo, todo esto se expone en detalle en la Ref. [2], pero podemos aprender la regla general de que la interacción de muchos cuerpos en el agua son muy importantes.
Así que, finalmente, creo que hemos dicho lo suficiente para explicar por qué el conocimiento de que una contracción de la $\ce{O-O}$ distancia y la ampliación de $\ce{HOH}$ ángulo nos dice que el hielo tiene fuertes enlaces de hidrógeno de agua líquida. En el primer caso, la disminución de la $\ce{O-O}$ distancia significa que cada par de monómeros experiencias más nuclear de la repulsión. Este debe ser de al menos compensado por una mayor fuerza de enlace de hidrógeno en la orden para que esta geometría favorable. Parte de la forma en que esta repulsión es offset es que a medida que el sistema se enfría y forma un sólido, el hidrógeno-bonos se les permite ser más ideal. Esta es la razón por la que el ángulo de enlace se ensancha. El tetraédrica la disposición de los átomos significa que el $\ce{OH--H}$ de hidrógeno-ángulo de enlace es mucho más cerca de 180 grados, en promedio, que en el líquido donde con frecuencia se desvía bastante de manera significativa.
Hay un último punto a tener en cuenta. Puede ser estimado tanto de simulaciones precisas y de experimentar lo que es la media del momento dipolar de un agua monómero líquido a granel y en hielo. Se encontró que el dipolo se incrementa pasando de líquido a hielo. Esto además nos dice que el promedio de la carga de cada átomo de hidrógeno que han aumentado en el líquido. Se nos garantiza esto porque sabemos que el ángulo de enlace aumentado, lo que en general debe disminuir el momento dipolar (una configuración lineal no tiene dipolo). En su lugar, el ángulo de enlace aumenta, por lo que tenemos más ideal enlaces de hidrógeno, y la carga aumenta, por lo que los enlaces de hidrógeno sería más fuerte, incluso si ellos no eran más ideal que en el líquido!
Esperemos que esta vez respuesta de largo aliento le ayuda a entender cómo podemos llevar las pruebas a la mano para llegar a la conclusión de que el hielo tiene fuertes enlaces de hidrógeno de agua líquida.
Ahora a la cuestión de las diferentes formas de hielo y diferentes temperaturas y presiones. Yo creo que prácticamente en todos los ámbitos, cada forma de hielo se siguen las mismas tendencias que hemos visto aquí, y por lo tanto tienen más fuertes enlaces de hidrógeno. Un caso extraño es cúbico de hielo, que ha $\ce{OHO}$ ángulos en algún lugar cercano a 90 grados. Esto es muy extraño, sino que debe conducir a un gran aumento en el dipolo de cada molécula y, probablemente, aumento de la carga positiva en cada átomo de hidrógeno, por lo que incluso, a continuación, los enlaces de hidrógeno debe ser más fuerte que en el líquido.
Puede haber temperaturas y presiones, donde algunos de estos argumentos se descomponen, pero el $\ce{O-O}$ distancia debe disminuir suavemente para que en el líquido y el ángulo debe cerrar para que en el líquido a medida que la presión aumenta, por lo que sería de esperar que la fuerza de enlace de hidrógeno a disminuir a que en el líquido y nunca sobrepaso.
Referencias:
Ludwig, R. Agua: a partir De Clústeres para la mayor parte. Angew. Chem. Int. Ed. 2001, 40 (10), 1808-1827. DOI: 10.1002/1521-3773(20010518)40:10<1808::AYUDA-ANIE1808>3.0.CO;2-1.
Xantheas, S. S. Cooperatividad y la red de vinculación de hidrógeno en el agua de los clusters. Física Química 2000, 258 (2-3), 225-231. DOI: 10.1016/S0301-0104(00)00189-0.
En el estado líquido del agua de los átomos va a tener tanta energía cinética que ellos no pueden formar lazos permanentes.
aunque los bonos serán formados, sino que va a romper a la vez hasta que la temperatura por lo tanto la energía cinética se reduce bonos y estable
A pesar de la fuerza será casi el mismo, pero debido a la constante ruptura y unirse a la red de interacción será más débil que en el hielo
El enlace de hidrógeno en el hielo(hex) es de aproximadamente 3 kJ ˣ mol-1 más fuerte que el agua líquida. De acuerdo a este documento http://www1.lsbu.ac.uk/water/water_hydrogen_bonding.html
este es un buen video que he encontrado en youtube :) https://www.youtube.com/watch?v=UukRgqzk-KE
El agua tiene fuertes enlaces de hidrógeno que lo hace el hielo.
El agua líquida es más densa que el hielo. Dado que el agua y el hielo están hechos de moléculas de H2O, el hecho de que el agua es más densa significa que las moléculas de H2O están más cerca juntos en el agua que están en el hielo. Esto significa que las fuerzas intermoleculares la atracción de una molécula de H2O a otro debe ser más fuerte en el agua que están en el hielo. Desde los enlaces de hidrógeno son las principales fuerzas intermoleculares en H2O, los enlaces de hidrógeno en el agua líquida son más fuertes que los de hielo.
Recuerda que los enlaces de hidrógeno son una atracción electrostática (una atracción entre la carga positiva y una carga negativa). La fuerza de atracción electrostática depende de la magnitud de las cargas y de la distancia entre las cargas. Ya que la distancia entre las moléculas es mayor en el hielo, pero la magnitud de la carga es la misma, la fuerza de la atracción es menor.
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